[实用新型]一种LCC谐振式微波应用器供电电源系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种LCC谐振式微波应用器供电电源系统，属于微波应用器设备技术领域。

背景技术

近年来，随着电子技术的飞速发展，新一代功率电子器件如IGBT，MOSFET等的应用，使得高频逆变技术越来越成熟，高压逆变电源代替传统高压电源，达到减小高压电源装置的体积与质量的目的已成为可能。同时其使用效果、输出特性和成本等也都比传统高压电源装置具有明显的优势。微波应用器用高频逆变电源取代传统供电电源是必然趋势。

供电电源模块是微波应用器的核心组成部分，它直接影响到微波应用器的工作效率、磁控管的工作寿命及应用器的综合能耗，是决定微波应用器质量和效能的最关键因素之一。节能、环保和高效的微波应用器可有效实现加热速度快同时损耗低、低电网污染的效用，符合现代加热技术替代传统加热的发展要求。

微波应用器使用220 伏交流电进行供电，但磁控管需要几千伏的直流电压进行驱动，这一变换过程将由电源变换电路来实现，传统的采用变压器升压和整流的电源变换电路效率非常低，且系统体积也非常大。为了能提高系统电源驱动效率，减小电源体积，系统采用了开关电源技术实现对磁控管的驱动，利用开关电源技术不仅可以大大提高电源转换效率，同时也可以减小电源体积。但是，在使用开关电源后，输出电压信号的纹波和电磁干扰都比较大，这将影响到系统中的信号转换、信号处理等电路的稳定工作，这需要电源变换电路在实现高效率的同时还要实现低电磁干扰，以保证整个系统具有较低的电磁干扰和较高的电磁兼容。

传统的微波应用器供电电源采用工频高压变压器升压的供电方式，高压变压器由于匝数比很大，呈现较大的寄生参数，若直接应用在PWM变换器中，漏感的存在会产生较高的电压尖峰，损坏功率器件，分布电容的存在会使变压器有较大的环流，降低了变换器的效率。如果能引入LC谐振回路，并将上述这些有害的漏感和寄生电容整合到LC参数中去，形成正弦波谐振变换器使开关管工作在软开关状态，将产生好的效果。针对这些问题，本实用型专利提出了一种采用全桥移相LCC串并联谐振网络作为主电路拓扑，可充分利用高压变压器中漏感和分布电容作为谐振元件以实现软开关。然后设计了一个以微处理器为核心输出4.6KV/2KW 的LCC谐振变换器式微波应用器供电电源系统，变压器的寄生电感和电容不但不会影响主回路的正常工作，反而对变换器的运行起到促进作用。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种LCC谐振式微波应用器供电电源系统，以微处理器为核心，利用串并联结构的LCC谐振型全桥变换器技术，减少4个IGBT开关管在导通与断开的状态切换过程中的开关损耗，减小高频高压升压变压器的寄生参数对电源系统稳定性的影响，并减少在开关过程中产生的电磁干扰给电网环境带来的电网污染，以有效节约能源。

本实用新型采用的技术方案是：一种LCC谐振式微波应用器供电电源系统，包括输入整流滤波电路、LCC谐振变换器主电路、辅助电源电路、输入电压和电流检测电路、光偶隔离与驱动电路、输出电流检测与放大电路、功率给定控制板、灯丝供电电路、微处理器、输出整流滤波电路、物料温度检测电路、磁控管；

市电通过输入整流滤波电路与LCC谐振变换器主电路进行连接，LCC谐振变换器主电路输出端经过输出整流滤波电路与磁控管的阳极连接，灯丝供电电路输入端与市电连接，输出端与磁控管的阴极连接，辅助电源电路输入端与输入整流滤波电路连接，输出端分别与微处理器、光偶隔离与驱动电路、输出电流检测与放大电路连接，输入电压、电流检测电路输入端与输入整流滤波电路的输出端连接，输出端与微处理器连接，光偶隔离与驱动电路输入端与微处理器连接，输出端与LCC谐振变换器主电路连接，输出电流检测与放大电路的输入端分别与输出整流滤波电路的输出端、灯丝供电电路输出端连接，输出端与微处理器连接，物料温度探测电路、功率给定控制板均与微处理器连接。

进一步地，所述的LCC谐振变换器电路包括全桥逆变电路、LCC串并联谐振回路以及高频高压升压变压器；

所述的全桥逆变电路包括四个开关管Q₁、Q₂、Q₃、Q₄，开关管Q₁、Q₂、Q₃、Q₄内部分别集成有反向二极管且每个开关管两端都并上一个小电容；

所述的谐振回路包括串联谐振电感L_r、并联谐振电容C_rp和串联谐振电容C_rs；